第6章视频显示接口ppt课件

1、第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口第第6章章 视频显示接口视频显示接口6.1 显示系统的组成及其工作原理显示系统的组成及其工作原理6.2 显示器的类型及性能参数显示器的类型及性能参数6.3 视频标准及视频接口的基本类型视频标准及视频接口的基本类型6.4 视频方式视频方式6.5 VGA视频接口视频接口6.6 几种典型的显示卡参数与现代显卡中的新技术几种典型的显示卡参数与现代显卡中的新技术第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口本章学习目标本章学习目标ll 显示系统的结构组成和工作原理及参数显示系统的结构组成和工作原理及参数ll 视频方式及视频接口的基本类型视频方式及视频接口的基本类型ll

2、各类视频方式的原理及主要性能参数各类视频方式的原理及主要性能参数ll 视频接口电路的组成及其工作原理视频接口电路的组成及其工作原理ll 常见视频接口适配器的主要性能参数常见视频接口适配器的主要性能参数l l了解现代微机系统中视频显示接口卡中使用的新技术了解现代微机系统中视频显示接口卡中使用的新技术返回本章首页返回本章首页第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.1 显示系统的组成及其工作原理显示系统的组成及其工作原理6.1.1 显示系统的组成显示系统的组成6.1.2 显示系统的工作原理显示系统的工作原理返回本章首页返回本章首页第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.1.1 显示系统的组成

3、显示系统的组成一个完整的微型计算机显示系统由显示控制适配器和显一个完整的微型计算机显示系统由显示控制适配器和显示器即监视器组成。示器即监视器组成。图图6.1 微机显示系统组成示意图微机显示系统组成示意图 主 机 系 统 显 示 系 统 主 机 系 统 显 示 控 制 适 配 器 （ 显 示 卡 或 显 示 接 口 ） 显 示 器 （ 监 视 器 ） 返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.1.2 显示系统的工作原理显示系统的工作原理 显示系统的工作原理，如图6.2所示。显示接口卡从主机接受显示输出信号，经过处理和变换然后输出。显示器从VGA显示卡的输出端口接收红、蓝、绿三色

4、模拟信号及行同步信号和场同步信号，并对它们进行不同的处理后送到CRT，这样才可以在屏幕上显示出字符和图像。 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图6.2 VGA方式CRT显示系统工作原理框图 红红蓝绿三色信号蓝CRT绿场场偏转 加聚阳速焦行行偏转 极极极VGA 显 示 接 口 适 配 器视频处理电路场振荡电路场输出电路行振荡电路行输出电路开关稳压电源高、中压输出电路返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.2 显示器的类型及性能参数显示器的类型及性能参数6.2.1 显示器的类型显示器的类型6.2.2 显示器的工作原理显示器的工作原理6.2.3 有关显示器性能的几个参数有关

5、显示器性能的几个参数返回本章首页返回本章首页第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.2.1 显示器的类型显示器的类型 按显示屏的结构分为按显示屏的结构分为CRT阴极射线管式和阴极射线管式和LCD液晶式显示器；按色彩形式分为单色显示器液晶式显示器；按色彩形式分为单色显示器和彩色显示器；按视频信号的输入形式分为数字和彩色显示器；按视频信号的输入形式分为数字式和模拟式显示器；按分辨率分为高分辨率和低式和模拟式显示器；按分辨率分为高分辨率和低分辨率显示器；按显示方式分为分辨率显示器；按显示方式分为MDA、CGA、EGA、VGA、SVGA及及XGA等几种方式。现在基等几种方式。现在基本上使用的是本上

6、使用的是CRT和和LCD。 返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.2.2 显示器的工作原理显示器的工作原理 显示接口卡与显示器之间的数据联接采用显示接口卡与显示器之间的数据联接采用9根或根或15根数据线连接。并用根数据线连接。并用D型插头与显示接型插头与显示接口卡进行物理连接。如图口卡进行物理连接。如图6.3所示为所示为VGA显示方显示方式数据线及其定义情况和接口插座的外形图，式数据线及其定义情况和接口插座的外形图，表表6.1为显示器接插件信号配置表。为显示器接插件信号配置表。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口RedGreenBlueCheek6Red1 11Gre

7、enBlue5 10GndGndVGA 显示器插头HorizVert12345VGA 6显 7示 8适 9配 10接 11口 12131415VGA图形显示器图图6.3 VGA显示方式数据线定义及其接口插头外形显示方式数据线定义及其接口插头外形第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.1 显示器数据接插件信号配置表返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.2.3 有关显示器性能的几个参数有关显示器性能的几个参数表表6.2列出了几种常见显示器的性能参数列出了几种常见显示器的性能参数 （1像素像素（2点时钟点时钟（3分辨率分辨率（4水平扫描频率水平扫描频率（5垂直扫描频率垂直

8、扫描频率第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.2 几种常见显示器的性能参数返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.3 视频标准及视频接口的基本类型视频标准及视频接口的基本类型6.3.1 显示控制适配器标显示控制适配器标6.3.2 其他几种适配器其他几种适配器6.3.3 关于视频显示的几个概念关于视频显示的几个概念返回本章首页返回本章首页第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.3.1 显示控制适配器标准显示控制适配器标准（1单色显示适配器单色显示适配器MDA：显示：显示80列列25行行字符，每个字符为字符，每个字符为914点阵，分辨率为点阵，分辨率为720350，

9、不能兼容图形方式。，不能兼容图形方式。（2彩色图形适配器彩色图形适配器CGA：可兼容图形与字：可兼容图形与字符两种显示方式，字符采用符两种显示方式，字符采用88点阵。点阵。（3增强型图形适配器增强型图形适配器EGA：它能兼容：它能兼容CGA的所有功能。字符显示采用的所有功能。字符显示采用814点阵。点阵。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口（4视频图形阵列视频图形阵列VGA ：VGA能兼容能兼容CGA、EGA，字符显示采用，字符显示采用916点阵。点阵。（5超级超级VGA：它与：它与VGA完全兼容，完全兼容，256种种颜色甚至颜色甚至64M真彩色。对应产品有真彩色。对应产品有 SVGA、T

10、VGA等，这些新的显示标准都向下兼容等，这些新的显示标准都向下兼容 CGA、EGA。返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.3.2 其他几种适配器其他几种适配器（1HGC：大力神图形卡。：大力神图形卡。（2PGA：IBM专用的图形适配器。专用的图形适配器。（38524/A：甚高分辨率图形适配器。：甚高分辨率图形适配器。（4XGA：扩充的图形阵列。：扩充的图形阵列。返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.3.3 关于视频显示的几个概念关于视频显示的几个概念（1像素像素Pixes）：指显示屏幕上颜色和亮度）：指显示屏幕上颜色和亮度可以被控制的最小单元，即一个

11、圆点。可以被控制的最小单元，即一个圆点。（2分辨率分辨率Resolution）：水平方向显示的）：水平方向显示的像素数与垂直方向显示像素数的乘积。像素数与垂直方向显示像素数的乘积。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口（3视频模式视频模式Video mode）：分为文本）：分为文本Text和图形和图形Graphics两种类型。文本模两种类型。文本模式下屏幕被划分为矩形的字符位置式下屏幕被划分为矩形的字符位置屏幕的横屏幕的横向为向为80列字符；图形模式下屏幕被分为由许多很列字符；图形模式下屏幕被分为由许多很小的点即像素构成的点阵，使用这些点可以小的点即像素构成的点阵，使用这些点可以在屏幕上构成

12、任何图案包括字符）。在屏幕上构成任何图案包括字符）。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口决定单色显示器分辨率的因素有两个：决定单色显示器分辨率的因素有两个：行频和视频输出的频带宽度。行频和视频输出的频带宽度。影响彩色显示器显示分辨率的要素有三个：影响彩色显示器显示分辨率的要素有三个：第一：是荧光屏上两个相邻像素之间的距离。第一：是荧光屏上两个相邻像素之间的距离。第二：影响彩显分辨率的是第二：影响彩显分辨率的是CRT的聚焦能力。的聚焦能力。第三：频带宽度。第三：频带宽度。 返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.4 视频方式视频方式6.4.1 视频方式组成视频方式组成6.

13、4.2 文本方式与变换文本方式与变换6.4.3 图形显示方式图形显示方式6.4.4 两种显示比较两种显示比较返回本章首页返回本章首页第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口显示系统的各组成部分：显示器、显示适配显示系统的各组成部分：显示器、显示适配器、刷新缓存和视频服务程序都应符合该类器、刷新缓存和视频服务程序都应符合该类系统的要求和参数。视频方式就是用来描述系统的要求和参数。视频方式就是用来描述显示系统中各部分的标准参数，如下所示：显示系统中各部分的标准参数，如下所示：第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.4.1 视频方式组成视频方式组成（1方式视频方式号）（方式视频方式号）（2类型类

14、型（3颜色颜色 （4分辨率分辨率（5字符矩阵字符矩阵 （6刷新缓存刷新缓存常见三种显示适配器常见三种显示适配器VGA、SVGA、XGA的视频方式分别如表的视频方式分别如表6.3、表、表6.4、表、表6.5所所示。示。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.3 VGA视频显示方式第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.4 Super VGA/8514A的图形视频方式注：所有向下兼容的视频方式略）第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表表6.5 XGA视频方式视频方式 返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.4.2 文本方式与变换文本方式与变换 一般显示电路含有两

15、部分，即刷新缓存和显一般显示电路含有两部分，即刷新缓存和显示变换。当适配器处于字符显示模式时，字符显示变换。当适配器处于字符显示模式时，字符显示代码保存在字符发生器示代码保存在字符发生器ROM中。当需要调用中。当需要调用时，从刷新缓存依次取出字符的时，从刷新缓存依次取出字符的ASCII码字节，码字节，作为调用显示字符作为调用显示字符ROM的地址，然后由显示变的地址，然后由显示变换时钟一个点一个点地串行输出。换时钟一个点一个点地串行输出。 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口1字符发生器字符发生器ROM如图如图6.4所示）所示）2刷新缓存刷新缓存3显示变换如图显示变换如图6.5所示）所示）第

16、第6 6章章 视频显示接口视频显示接口电路的基本功能是：在点时钟时序的控制下，一边电路的基本功能是：在点时钟时序的控制下，一边读出点阵信息，一边向显示器输出串行点阵流。读出点阵信息，一边向显示器输出串行点阵流。显示变换电路的基本原理：首先，时钟发生器将点显示变换电路的基本原理：首先，时钟发生器将点阵时钟进行分频，依次将屏幕所需字符的阵时钟进行分频，依次将屏幕所需字符的ASCII码取码取出；再在字符行时钟作用下，从字符发生器中取出出；再在字符行时钟作用下，从字符发生器中取出对应点阵字节序列；最后由串行输出部件组合点阵对应点阵字节序列；最后由串行输出部件组合点阵与属性，将并行转换为串行点流从适配器

17、输出。至与属性，将并行转换为串行点流从适配器输出。至此，一个字符显示结束。此，一个字符显示结束。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.4 字符点阵字符点阵 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.5 字符显示变换原理字符显示变换原理 点阵行 CLK ASCII 点阵序列 字节行地址 字节列地址 属性 点时钟 串行点流 字符 发生器 显示缓存 （显示内存） 点序列 串行输出 时钟 发生器 返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.4.3 图形显示方式图形显示方式图形方式又称为全方位寻址图形方式又称为全方位寻址PAP显示方式。显示方式。如图如图6.6所示，介绍图

18、形视频显示方式。所示，介绍图形视频显示方式。图形显示方式图形显示方式VGA 13H模式的工作原理框图模式的工作原理框图如图如图6.7所示。所示。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图6.6 图形方式的典型模式16色像素 2色像素 4色像素第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.7 VGA 13H模式图形显示方式模式图形显示方式工作原理示意图工作原理示意图 颜色寄存组 R DA2# G 至显示器 B 0 58 256 号 号 号 颜 颜 颜 色 色 色 寄 寄 寄 存 存 存 器 器 器 显示 RAM 00111001 DA1# DA3# 返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口

19、视频显示接口6.4.4 两种显示比较两种显示比较（1处理和访问的最小单位不同：访问的是刷新缓冲寄处理和访问的最小单位不同：访问的是刷新缓冲寄存器的字节；图形方式则按像素在刷新缓存中字节所在存器的字节；图形方式则按像素在刷新缓存中字节所在的位去访问。的位去访问。（2处理和访问的属性数据不同：文本方式字符的属性处理和访问的属性数据不同：文本方式字符的属性作用于串作用于串/并转换器件上；图形方式则将属性数据作用于并转换器件上；图形方式则将属性数据作用于颜色编码器上。颜色编码器上。（3存储容量不同：文本显示方式的缓存容量固定不变，存储容量不同：文本显示方式的缓存容量固定不变，而图形显示方式的容量不定，

20、要由点与颜色的关系决定。而图形显示方式的容量不定，要由点与颜色的关系决定。返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.5 VGA视频接口视频接口6.5.1 视频适配器结构视频适配器结构6.5.2 适配器的性能适配器的性能6.5.3 端口寄存器端口寄存器返回本章首页返回本章首页第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.5.1 视频适配器结构视频适配器结构 如图6.8所示为一种AGP接口的视频适配器的外形图，其组成由图形处理控制芯片、显示缓存DRAM、BIOS芯片、DAC数字/模拟转换控制器及输出接口插座组成。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图6.8 VGA视频适配器外形

21、结构图 视频控制器 CRTC 刷新缓存 DRAM（显存） VGA 输出接口 DAC 及 DAC RAM 逻辑转换芯片 VGA BIOS 与系统板总线接口 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口1视频控制芯片视频控制芯片CRTC）CRTC显示芯片按其芯片档次及所支持显示芯片按其芯片档次及所支持的显示方式可分为如图的显示方式可分为如图6.9所示）所示） ：彩色图形显示芯片彩色图形显示芯片 2D显示芯片显示芯片3D一代显示芯片一代显示芯片 3D二代显示芯片二代显示芯片3D三代显示芯片三代显示芯片 3D四代显示芯片四代显示芯片第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图6.9 VGA 视频适配器示意图

22、 DRAM 0# DRAM 1# DRAM 2# DRAM 3# DAC RAM VGA BIOS 接 口 控 制 器 RAS0 RAS1 VMRD RAS2 RAS3 VMWR INT RESET CAS CAS CAS CAS IOR IOW XA015 MD031（四组）XD015P0P7 BLANK 红 DCLK 绿 SENSE 蓝 CS 水平同步脉冲 垂直同步脉冲 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口2刷新缓存刷新缓存DRAM位 图2布 局0000FFFF 字 符 发 生 器0块4块1块5块2块6块3块7块 256 256 256256字 形 集 刷 新 缓 存 区 3 2 1

23、0图图6.10 可装入式字符发生器可装入式字符发生器 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口3DAC 用于供用户执行调色板选择功能调用，还具有转换显示数据的作用。 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口4VGA BIOS VGA BIOS除了包含新视频方式的BIOS调用程序外，还有字符阵列码信息。在视频系统中，它是主机CPU与显示系统设备的重要接口。 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口 5总线接口总线接口 显示适配器要接在微机系统主板上与主板显示适配器要接在微机系统主板上与主板进行数据传输。与主板连接的接口主要有进行数据传输。与主板连接的接口主要有ISA、EISA、VESA、PCI、

24、AGP等几种。常见的是等几种。常见的是PCI、AGP接口，接口，PCI与与AGP接口总线的显示接口总线的显示适配器总线带宽速度快。适配器总线带宽速度快。 返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.5.2 适配器的性能适配器的性能1VGA视频图形矩阵的主要性能视频图形矩阵的主要性能 垂直分辨率达到垂直分辨率达到480以上，同时向下兼容；刷新以上，同时向下兼容；刷新缓存位图达缓存位图达4个，每个个，每个64KB；颜色调色板增加到；颜色调色板增加到256KB以上；字符集可装入的模块增加到以上；字符集可装入的模块增加到88KB，共共64KB；增加了；增加了DAC视频显示转换器软硬件；

25、采用视频显示转换器软硬件；采用软件控制比仅靠硬件管理具有更大的灵活性、适应性软件控制比仅靠硬件管理具有更大的灵活性、适应性和可扩展性。和可扩展性。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口2VGA BIOS的主要服务功能的主要服务功能 直接控制功能，可作视频方式设置、直接控制功能，可作视频方式设置、显示输出的设置等；交互功能、文本方式、显示输出的设置等；交互功能、文本方式、图形方式、图形方式、DAC颜色查询表、字符发生器。颜色查询表、字符发生器。返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.5.3 端口寄存器端口寄存器 VGA寄存器主要由外部寄存器、序列发生器寄存器主要由外部寄存器

26、、序列发生器寄存器、图形控制器寄存器、属性控制器寄存器寄存器、图形控制器寄存器、属性控制器寄存器和视频和视频DAC寄存器组成。这寄存器组成。这5种寄存如图种寄存如图6.11所所示，每种寄存器又由多个端口寄存组成。每个寄示，每种寄存器又由多个端口寄存组成。每个寄存器的作用是按位存器的作用是按位Bit实现的。实现的。 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.11 视频控制器及寄存器组成示意图视频控制器及寄存器组成示意图CR TC控 制 芯 片 3 2 10位 图视 频D A C寄 存 器外 部 寄 存 器图 形 控 制 器 寄 存 器序 列 发 生 器 寄 存 器属 性 控 制 器 寄 存

27、 器第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口1外部寄存器外部寄存器外部寄存器组共有3个端口、5个寄存器。表6.6 外部寄存地址第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口2序列发生器寄存器序列发生器寄存器表6.7 序列发生器寄存器地址表第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.12 字符映像模块选择示意图字符映像模块选择示意图 A2A1A0 B2B1B0 字符映像首地址 字符映像选择寄存器 A2 B2 A1 A0 B1 B0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0KB 16KB 32K

28、B 48KB 8KB 24KB 40KB 56KB 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口3图形控制器寄存器图形控制器寄存器（如表6.8、6.9、6.10所示） 表6.8 图形控制器寄存器地址第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表表6.9 功能选择字段功能选择字段第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.10 显示存储器主机中的地址映像第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口4属性控制器寄存器属性控制器寄存器（1属性属性:属性有单色属性和彩色属性字节如属性有单色属性和彩色属性字节如图图6.13及表及表6.11所示，其属性定义如表所示，其属性定义如表6.12及图及图6.13所示。所示。

29、（2属性端口寄存器属性如表属性端口寄存器属性如表6.14所示）所示）: 颜色寄存器的分组方式如图颜色寄存器的分组方式如图6.15所示；允许颜所示；允许颜色位图寄存器作用如图色位图寄存器作用如图6.16所示；视频所示；视频DAC系系统如图统如图6.17所示所示 。第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.11 单色属性字节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.12 彩色属性字节 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.13 VGA的属性字节的属性字节 前景色强度闪烁 前景色前景色背景色前景色强度 闪烁背景色76543210RGBIRGBBL第第6 6章章 视频显示接口视频显示

30、接口表6.13 属性寄存器地址第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图6.14 调色板寄存器第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图6.15 颜色寄存器的分组方式01 02 13 24 3545 56 67 7颜色选择寄存器 颜色寄存器464调色板寄存器0F 颜色寄存器1616颜色选择寄存器调色板寄存器0F第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.16 调色板单元选择调色板单元选择3210位图位图位图位图调色板寄存器 允许颜色位图寄存器第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口图图6.17 DAC系统组成示意图系统组成示意图C0 P0 C1 C2 P3 红 C3 方式控制 P4 6 绿

31、 P5 11 寄存器 P6 P7 蓝 17 12 5 0 16 个 调色板寄存器 颜色 选择 寄存器 D7 =0 D7 =1 16 位 256 个 颜色 寄存 器 D/A D/A D/A 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表6.14 视频DAC寄存器返回本节返回本节第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.6 几种典型的显示卡参数与现代显卡中几种典型的显示卡参数与现代显卡中的新技术的新技术6.6.1 TVGA9000显示卡显示卡6.6.2 显示接口电路中的新技术显示接口电路中的新技术6.6.3 几种常见的几种常见的AGP显卡显卡返回本章首页返回本章首页第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口表表6.15 几代显示适配器的主要几代显示适配器的主要参数和特征值参数和特征值 第第6 6章章 视频显示接口视频显示接口6.6.1 T